[實用新型]一種太陽能制氫合成甲醇的設備

有效

• 申請號: 201621043506.1
• 申請日: 2016-09-08
• 公開（公告）號: CN206219468U
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 向華
• 申請（專利權）人: 廣東合即得能源科技有限公司
• 主分類號: C07C29/152
• 分類號: C07C29/152;C07C29/76;C07C31/04;C25B1/04;C25B9/04
• 代理公司: 東莞眾業知識產權代理事務所(普通合伙)44371
• 代理人: 李宇翔

技術領域

本實用新型涉及一種太陽能制氫合成甲醇的設備。

背景技術

甲醇（CH₃OH），是一種重要的有機化工原料和優質能源，主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多種有機產品，也是農藥、醫藥的重要原料之一。甲醇亦可代替汽油作燃料使用，以及用于先進的重整制氫工藝。在現有技術中，甲醇制造方法主要包括以下幾種：其一、氯甲烷水解法：CH₃Cl+H₂O→CH₃OH+HCl；其二、甲烷部分氧化法，甲烷直接氧化生成甲醇：2CH₄+O₂→2CH₃OH；其三、煤、焦炭、油等礦物能源制甲醇的方法；其四、氫和一氧化碳的合成制甲醇，其反應式：CO+H₂→CH₃OH，可參照中國發明專利申請97101425.6、200780005726.2、200610151359.4等等；其五、二氧化碳和氫在催化劑作用下制甲醇：CO₂+3H₂→CH₃OH+H₂O，可參照中國發明專利申請200810046409.1、200910112654.2、200910163236.6、201310175806.X、200810046409.1等等。然而，上述現有甲醇制造工藝都是直接采用H₂、CH₄、CO、CH₃Cl或礦物能源作原料。

在自然界的自然能中，太陽能是非常重要的可再生清潔能源。其中，太陽能的利用方式主要包括三種：其一、太陽能光伏發電，太陽能光伏系統可為房屋提供照明以及交通信號燈和監控系統，并入電網供電；光伏板組件可以制成不同形狀，而組件又可連接，產生更多電能；天臺及建筑物表面均可安裝光伏組件，這些光伏設施通常被稱為附設于建筑物的光伏系統。其二、太陽能聚熱，現代太陽熱能科技將陽光聚合，并運用其能量產生熱水、蒸氣和電力。其三、利用太陽能電池或鋰電池等進行儲能。然而，上述太陽能在實際利用過程中，光伏發電要么需要并網，要么需要和建筑物用電設施相配合；太陽能聚熱同樣需要和建筑物用熱設施相配合，而產生的熱水、蒸氣經常用不完；此外儲能方式也受到儲能電池的限制。

隨著技術的發展，太陽能制氫技術已經逐漸形成，太陽能制氫方面公開的中國專利有：200810063882.0一種高效自耦合太陽能制氫系統、200810172947.5太陽能水電解制氫（氧）裝置、201010291005.6一種聚光轉光復合增強型太陽能催化分解水制氫系統、201110006999.7多碟太陽能聚熱耦合生物質超臨界水氣化制氫吸熱反應器、200910249943.7一種利用太陽能分解水制氫的納米電極的制備方法。然而，由于氫氣沸點非常低（-252.8℃），需要施加較強的壓力才能將其轉化成液態，并儲存于鋼瓶等耐壓容器中方能運輸，且具有爆炸風險，因此，太陽能制氫的儲能方式受到了極大的限制。

中國發明申請201410376774.4（申請人：廣東合即得能源科技有限公司，系本創作者）公開了一種甲醇制造工藝；中國發明專利200510045058.9公開了一種利用太陽能生產氫氣或甲醇的方法。但是，上述制甲醇工藝過程中，氫原料的制備效率較低、太陽能能量沒有得到較好的利用，能量浪費較為嚴重，制甲醇所產生的副產物水也沒有得到很好的利用。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是針對上述現有技術中的不足，提供一種太陽能制氫合成甲醇的設備，該設備的氫原料制備效率高、太陽能能量利用率高，并能充分利用制甲醇所產生的副產物水。

為解決上述第一個技術問題，本實用新型的第一技術方案是：

一種太陽能制氫合成甲醇的設備，包括：

太陽能聚熱系統，用于聚光、集熱，為高溫水蒸氣制備系統提供熱能；

高溫水蒸氣制備系統，用于利用太陽能聚熱系統提供的熱能制備800℃～900℃的高溫水蒸氣，該高溫水蒸氣供應給高溫電解制氫系統；

太陽能發電系統，用于利用太陽能發出直流電，供應給高溫電解制氫系統；

高溫電解制氫系統，利用太陽能發電系統供應的直流電，對高溫水蒸氣進行電解制氫及制氧，制得的高溫氫氣輸向氣體混合裝置；

二氧化碳制備系統，用于制備二氧化碳，輸向氣體混合裝置；

氣體混合裝置，用于將高溫氫氣及二氧化碳混合成中溫氣體，輸向甲醇合成系統；